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(共18张PPT)
电学取值范围问题
中考物理总复习之
取值范围（电路安全）
1．如图所示，电源电压恒为6V不变，电压表的量程为0～3V，电流表的量程为0～0.6A．滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”，灯泡标有“5V 2.5W”字样（不考虑灯丝电阻的变化）．若闭合开关，为了保证电路安全，在移动滑动变阻器滑片过程中，则下列说法中正确的是（　　）
A．滑动变阻器的电阻调节范围是2～20Ω
B．电流表示数的变化范围是0.2A～0.5A
C．电路消耗的总功率的变化范围是1.2W～2.5W
D．灯泡消耗功率的变化范围是0.4W～0.9W
2．如图所示，电源电压为4.5V，电压表量程为“0﹣3V”，电流表量程为“0﹣0.6A”，滑动变阻器规格为“10Ω 1A”，小灯泡L标有“2.5V 1.25W”（灯丝电阻不变），在保证小灯泡L电流不超过额定电流的情况下，移动滑
动变阻器的滑片，下列说法正确是（　）
A．小灯泡的额定电流是0.6A
B．电压表示数变化范围是0﹣3V
C．电流表示数变化范围是0.3﹣0.5A
D．滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是5Ω﹣10Ω
3．如图，电源电压为6V且保持不变，R0＝40Ω，滑动变阻器规格为“20Ω1A”，电流表量程为“0～0.6A”，小灯泡有“3V1.5W”字样。不考虑灯丝电阻变化，并保证电路安全，则（ ）
A．当S闭合，S1、S2都断开时，电路消耗最大功率是3.2W
B．当S、S1、S2都闭合时，电路消耗的总功率最小值为3.0W
C．当S闭合，S1、S2都断开时，滑动变阻器阻值范围是6Ω～20Ω
D．当S、S1、S2都闭合时，滑动变阻器接入电路最小阻值是18Ω
公式选择先理解，水到渠成会解题。
1.电路中的总功率：P=U电源I
Pmin=U电源Imin Pmax=U电源Imax
2.R定的功率范围：P定=I2R定
3.R定两端电压：U定=IR定
U定max=ImaxR定 U定min=IminR定
4.RP的电压范围：
UPmax=U电源－Ｕ定min UPmin=U电源－U定min
5.RP的最大功率：
当RP=R定时，PRP最大：
取值范围（电功率）
1.定值电阻两端的电压范围
根据欧姆定律推导公式U=IR，因为R为定值电阻，阻值不变。当电流最小时，对应电压也最小Umin；当电流最大时，对应电压也最大Umax。
2.滑动变阻器两端的电压范围
根据串联电路中，各用电器电压之和等于电源电压，U电=UR+URP，定值电阻两端电压最小时，对应滑变两端电压最大，为U电源－Umin。
定值电阻两端电压最大时，对应滑变两端电压最小，为U电源－Umax。
3.定值电阻的功率范围
利用公式：P=I 2R 电流最小时，功率最小；电流最大时，功率最大。
4.电路中总功率范围
利用公式：P=UI （U为电路的电源电压，一般电源电压不变）
电流最小时，对应总功率最小；电流最大时，对应功率最大。
5.滑变的最大功率
当滑动变阻器的阻值与定值电阻相等时，滑动变阻器的功率最大！
记住此结论即可，高中时会进行推导。如图所示，是滑动变阻器的功率与电流的函数图像，即随着电路中电流的增大，滑变的功率先增大再减小；当滑动变阻器的阻值与定值电阻相等时，滑动变阻器的功率最大：
1．（2022·湖南永州）小明为了控制灯泡的亮度，设计了如图甲所示的电路，已知电源电压恒定不变，灯泡L标有“6V 6W”字样（灯泡电阻不随温度变化），滑动变阻器R最大阻值为20Ω。将滑片P置于a端，闭合开关S，缓慢移动滑片P，当滑片P位于b端时，灯泡恰好正常发光。
（1）求电源电压U；
（2）求灯泡L的电阻；
（3）当电流表的示数为0.3A时，求此时滑动变阻器接入电路的电阻；
（4）将滑动变阻器R连接成如图乙所示电路，电源电压U′=3V，当滑片P位于a、b之间某一位置时（不包括a、b两点），电路消耗的电功率最小，求此最小电功率。
6V
6Ω
14Ω
1.8W
2．（2022·湖南郴州）如图所示，电源电压恒定，L为“6V 3.6W”的小灯泡（假设灯丝电阻不随温度变化）。当S1断开，S和S2闭合时，灯泡L正常发光；当S、S1、S2都闭合时，通过定值电阻R1、R2的电流之比为3：2；闭合开关S，在确保通过电阻R2 的电流不为零的前提下，控制S1、S2的通断，R2消耗的最大功率和最小功率之比为9∶1。求：
（1）灯泡L的电阻；
（2）电源电压；
（3）R2消耗的最大功率。
10Ω
6V
4.8W
3．（2022·山东枣庄）如图甲所示，电源电压保持不变，R0为定值电阻，R为滑动变阻器。当滑片P由滑动变阻器b端移动到a端的过程中，分别测出几组对应的电压值和电流值，通过计算得出滑动变阻器对应的电功率P，并画出滑动变阻器的电功率P和电流I的关系图像，如图乙所示。求：
（1）滑动变阻器的最大阻值；
（2）R0的阻值和电源电压；
（3）整个电路消耗的最小电功率
和最大电功率之比。
50Ω
10Ω，12V
1/6
4．（2022·广西百色）如图甲所示电路，电源电压不变，灯泡L上标有“5V 2.5W”字样，电压表量程为0～3V，电流表量程为0～0.6A。闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P由b端滑到中点的过程中，灯泡L的电功率与电流的P-I关系图像如图乙所示，忽略温度对灯丝电阻的影响。求：
（1）灯泡L正常发光时的电阻；
（2）滑片P在b端时，1min内灯泡L消耗的电能；
（3）电源电压；
（4）在确保电路元件安全的情况下，滑动变阻
器允许连入电路的最小阻值。
10Ω
54J
6V
2Ω
(V测R1 型和V测RP型)
取值范围
例1.在如图甲的电路中，电源电压恒定不变，电阻R1为20Ω，滑动变阻器R2上标有“20Ω 2A”字样。闭合开关S，滑动变阻器R2上的滑片移至某处时，电路中两个电表的指针恰好指在相同的位置上，如图乙。求：
(1）电源电压U；
(2）变阻器连入电路的阻值R2；
(3）改变滑片位置，在电路中各元件都
能正常工作的情况下，滑动变阻器R2连入电路的阻值范围。
解：（1）由图甲：R1、R2并联，
A在干路、A1在支路 ∴ A＞A1
由图乙 I1=0.3A、 I总=1.5A
U总=U2=U1=I1R1=0.3A×20Ω=6V
（2）I2=I总-I1=1.5A-0.3A=1.2A
R2
（3）滑动变阻器允许通过的最大电流2A
I总′=I2+I1=2A+0.3A=2.3A＜3A，
R2min
故滑动变阻器R2连入电路的阻值范围是：
3Ω≤R2≤20Ω
例2.在如图所示电路中，电源电压为9V不变，电压表量程0～3V、电流表量程0～0.6A，定值电阻R1=20Ω，滑动变阻器标有“15Ω 2A”字样。闭合开关，求：
（1）电流表的读数为0.4A，电阻R1两端的电压；
（2）滑动变阻器R2允许接入电路的最大阻值；
（3）为了使移动滑片的过程中各电表能分别达到最大值，
现选取合适的定值电阻R替换定值电阻R1，求出符合要求R的取值范围。
解：（1）U1=I1R1=0.4A×20Ω=8V
（2）R2最大时， U2=3V;
U1=U－U2=9V－3V=6V
I=I2=I1=
R2max =
(3)电流表达到最大量程时，Imax = 0.6A，
R总min =
滑动变阻器接入阻值为零时，Rmin=R总min=15Ω，
R2最大时， U2=3V;
UR=U－U滑=9V－3V=6V
Imax = 0.6A
Rmax =
故： 10Ω≤R≤15Ω
同步练习：
1.在如图所示的电路中，电源电压保持不变。电路中滑动变阻器上标有“20Ω 2A”字样 ，电流表的量程为00.6A，电压表的量程为0～3V，电阻R1的阻值为4Ω。当滑片在滑动变阻器的最右端b点时，闭合开关，电压表的示数为2V，求：
（1）通过电阻R1的电流;
（2）电源电压;
（3）为了保证电路能正常工作及各电表不致损坏，
滑动变阻器的取值范围。
0.375A
9V
11~20Ω。
2.在图所示的电路中，电源电压为6V，滑动变阻器标有“10Ω 1A” 字样。闭合开关S，电流表的示数为0.5A，电压表的示数为2V。求：
（1）此时滑动变阻器接入电路中的电阻R2的阻值；
（2）电阻R1的阻值；
（3）若电流表选用0~0.6A量程，电压表选用0~3V量程。
在电路安全的条件下，滑动变阻器R2连入电路中电阻变
化的范围。
4Ω
8Ω
2~8Ω
3.在图所示的电路中，电源电压为12V且不变，电阻R1 的阻值为20Ω，滑动变阻器R2上标有“50Ω 2A”字样。闭合开关S，电流表的示数为0.5A。求：
（1）电阻R1两端的电压U1；
（2）滑动变阻器接入电路的阻值R2；
（3）现将一电压表接入电路中，要求：在移动
变阻器滑片P的过程中，两电表的指针能分别达
到某量程的满刻度处，且电路能正常工作。
第一，电压表应连接在图中的________处。（选填“ab”或“bc”）。
第二，满足题目要求时滑动变阻器R2接入电路的阻值范围。
U1=10V
R2=4Ω
bc
0~6.67Ω。
4.在图所示的电路中，电源电压为15V且不变，电阻R1的阻值为20Ω，滑动变阻器R2上标有“100Ω 1A”字样。闭合开关S，电流表的示数为0.5A。求：
（1）电阻R1两端的电压；
（2）此时滑动变阻器R2消耗的电功率P2；
（3）在移动变阻器滑片P的过程中，要求
电路及电表均能正常工作，分别计算滑动
变阻器R2在不同情况下允许连入电路的可能阻值范围。
U1=10V
P2=2.5W
①滑动变阻器连入电路的阻值范围是80~100Ω；
②滑动变阻器连入电路的阻值范围是5~100Ω。
5.在图（a）所示的电路中，电源电压为18V且不变，将定值电阻R1接入M、N接线柱，闭合开关S后电流表A的示数如图（b）所示。现有A、B两滑动变阻器，但字迹模糊，只能看清A标有“30Ω”，B标有“1A”字样。选择其中一个变阻器与R1以不同的连接方式接入M、N接线柱，不改变电表量程，闭合开关S，移动滑片，两连接方式中电流表示数的最大变化量恰好相同，电流表表盘如图（b）所示。
（1）求R1的阻值；
（2）推断所用变阻器的完整规格及
电流表示数最大变化量。
15Ω
“30Ω 1.4A”，△A=0.8A。

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